Метрическая система мер
Метрическая система — общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и килограмма. На протяжении двух последних веков существовали различные варианты метрической системы, различающиеся выбором основных единиц. В настоящее время повсеместно признанной является Международная система единиц (СИ). При некоторых различиях в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются по всему миру как в научных целях, так и в повседневной жизни. В настоящее время метрическая система официально принята во всех государствах мира, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирма).
Основное отличие метрической системы от применявшихся ранее традиционных систем заключается в использовании упорядоченного набора единиц измерения. Для любой физической величины существует лишь одна главная единица и набор дольных и кратных единиц, образуемых стандартным образом с помощью десятичных приставок. Тем самым устраняется неудобство от использования большого количества разных единиц (таких, например, как дюймы, футы, фадены, мили и т. д.) со сложными правилами преобразования между ними. В метрической системе преобразование сводится к умножению или делению на степень числа 10, то есть к простой перестановке запятой в десятичной дроби.
Предпринимались попытки введения метрических единиц для измерения времени (путём деления суток, например, на миллисутки) и углов (путём деления оборота на 1000 миллиоборотов либо на 400 градов), но они не имели успеха (хотя град позднее и нашёл довольно широкое применение при измерении углов в геодезии). В настоящее время в СИ используются секунды (делятся на миллисекунды и т. п.) и радианы.
Содержание
История
Метрическая система выросла из постановлений, принятых Национальным собранием Франции в 1791 и 1795 годах по определению метра как одной десятимиллионной доли одной четверти земного меридиана от Северного полюса до экватора (Парижский меридиан)[1].
XIX век
Декретом, изданным 4 июля 1837 года, метрическая система была объявлена обязательной к применению во всех коммерческих сделках во Франции. Она постепенно вытеснила местные и национальные системы в других странах Европы и была законодательно признана как допустимая в Великобритании и США.
Определяя метр как десятимиллионную долю четверти земного меридиана, создатели метрической системы стремились добиться инвариантности и точной воспроизводимости системы. За единицу массы они взяли грамм, определив его как массу одной миллионной кубического метра воды при её максимальной плотности. Для облегчения применения новых единиц в повседневной практике были созданы металлические эталоны, с предельной точностью воспроизводящие указанные идеальные определения.
Вскоре выяснилось, что металлические эталоны длины можно сравнивать друг с другом, внося гораздо меньшую погрешность, чем при сравнении любого такого эталона с четвертью земного меридиана. Кроме того, стало ясно, что и точность сравнения металлических эталонов массы друг с другом гораздо выше точности сравнения любого подобного эталона с массой соответствующего объёма воды.
В связи с этим Международная комиссия по метру в 1872 году постановила принять за эталон длины «архивный» метр, хранящийся в Париже, «такой, каков он есть». Точно так же члены Комиссии приняли за эталон массы архивный платино-иридиевый килограмм, «учитывая, что простое соотношение, установленное создателями метрической системы, между единицей веса и единицей объёма представляется существующим килограммом с точностью, достаточной для обычных применений в промышленности и торговле, а точные науки нуждаются не в простом численном соотношении подобного рода, а в предельно совершенном определении этого соотношения».
20 мая 1875 года семнадцать стран подписали Метрическую конвенцию, и этим соглашением была установлена процедура координации метрологических эталонов для мирового научного сообщества через Международное бюро мер и весов и Генеральную конференцию по мерам и весам.
Новая международная организация незамедлительно занялась разработкой международных эталонов длины и массы и передачей их копий всем странам-участницам.
XX век
Метрическая система мер была допущена к применению в России (в необязательном порядке) законом от 4 июня 1899 года, проект которого был разработан Д. И. Менделеевым, и введена в качестве обязательной декретом Временного правительства от 30 апреля 1917 года, а для СССР — постановлением СНК СССР от 21 июля 1925 года.
На основе метрической системы была разработана и принята в 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам Международная система единиц (СИ)[2]. В течение второй половины XX века большинство стран мира перешло на систему СИ.
Конец XX—XXI век
В 1990-х годах широкое распространение компьютерной и бытовой техники из Азии, в которых отсутствовали инструкции и надписи на русском языке и других языках бывших соцстран, но имелись на английском, привело к оттеснению метрической системы в ряде направлений техники. Так, размеры компакт-дисков, дискет, жёстких дисков, диагонали мониторов и телевизоров, матриц цифровых фотоаппаратов в России обычно указываются в дюймах, несмотря на то, что оригинальный дизайн обычно выполнен в метрической системе. Например, ширина жёстких дисков «3,5 дюйма» на самом деле 90 мм[3], диаметр CD и DVD — 120 мм. Все компьютерные вентиляторы используют метрическую систему (80 и 120 мм). Самый популярный формат любительских фотоснимков 4R (известный в США как 4х6 дюймов, а в странах с метрической системой как 10х15 см) привязан к миллиметру и имеет размер 102×152 мм вместо 101,6×152,4 мм.
К настоящему времени метрическая система официально принята во всех государствах мира, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирмы). Последней страной из уже завершивших переход к метрической системе стала Ирландия (2005 год). В Великобритании и Сент-Люсии процесс перехода к СИ до сих пор не закончен. В Антигуа и Гайане фактически этот переход далёк от завершения. Китай, завершивший этот переход, тем не менее использует для метрических единиц древнекитайские названия. В США для использования в науке и изготовления научных приборов принята система СИ, для всех остальных областей — американский вариант английской системы единиц.
Метрическая система в авиации, космическом и морском деле
Несмотря на широкое распространение метрической системы в мире, в некоторых отраслях дело обстоит совершенно по-иному. Так, исторически сложилось, что в авиации (гражданской) и в морском деле применяется устаревшая система мер на основе футов и миль. Несмотря на категорическую позицию ICAO (международная организация гражданской авиации) о безусловном изъятии неметрических единиц из практики авиации[4]. В авиации чисто метрическая система используется в Швеции, в России, в Китае и в некоторых других странах, что иногда создает некоторое недопонимание между диспетчерами и пилотами.
17 ноября 2011 года в гражданской авиации Российской Федерации состоялось частичное признание системы мер на основе футов[5][6]. Таким образом, гражданская авиация России приближается к стандартам гражданской авиации англоязычных стран.
Но в космической области, включая США (NASA), полностью произошёл переход на метрическую систему.
Приставки для кратных и дольных единиц
| Кратность | Приставка | Обозначение | Пример | ||
|---|---|---|---|---|---|
| русская | международная | русское | международное | ||
| 101 | дека | deca | да | da | дал — декалитр |
| 102 | гекто | hecto | г | h | гПа — гектопаскаль |
| 103 | кило | kilo | к | k | кН — килоньютон |
| 106 | мега | mega | М | M | МПа — мегапаскаль |
| 109 | гига | giga | Г | G | ГГц — гигагерц |
| 1012 | тера | tera | Т | T | ТВ — теравольт |
| 1015 | пета | peta | П | P | Пфлоп — петафлоп |
| 1018 | экса | exa | Э | E | ЭБ — эксабайт |
| 1021 | зетта | zetta | З | Z | ЗэВ — зеттаэлектронвольт |
| 1024 | иотта | yotta | И | Y | Иг — иоттаграмм |
Вместе с основными и производными единицами в метрической системе используют стандартный набор приставок для образования кратных и дольных единиц. (Эта идея была предложена Габриелем Мутоном — французским математиком и богословом в 1670 году[7]. Например, приставка «кило» используется для образования единицы длины (километр), превышающей базовую единицу измерения в 1000 раз. Международная система единиц (СИ) рекомендует использование стандартных десятичных приставок СИ для образования названий и обозначений кратных и дольных единиц.
Метрические варианты традиционных единиц
Были также попытки немного изменить традиционные единицы так, чтобы соотношение между ними и метрическими единицами стало более простым; это позволяло также избавиться от неоднозначного определения многих традиционных единиц. Например:
- метрическая тонна (ровно 1000 кг)
- метрический карат (ровно 0,2 г)
- метрический фунт (ровно 500 г)
- метрический фут (ровно 300 мм)
- метрический дюйм (ровно 25 мм)
- метрическая лошадиная сила (ровно 75 кгс·м/с)
Часть этих единиц прижилась; в настоящее время в России «тонна», «карат» и «лошадиная сила» без уточнения всегда обозначают метрические варианты этих единиц.
См. также
Примечания
- ↑ [smdsi.quartier-rural.org/histoire/18germ_3.htm Décret relatif aux poids et aux mesures. 18 germinal an 3 (7 avril 1795) // Website Smdsi.quartier-rural.org]
- ↑ [www.bipm.org/en/publications/brochure/ The SI brochure] Описание СИ на сайте Международного бюро мер и весов
- ↑ «Компьютерные» размеры 3,5 и 5,25 дюймов привязаны не к миллиметру, а к юниту, равному 1,75 дюйма, таким образом, они составляют ровно 2U и 3U.
- ↑ [www.aviadocs.net/icaodocs/Annexes/an05_cons_ru.pdf Приложение 5 к «Конвенции о международной гражданской авиации», глава 4]
- ↑ [www.favt.ru/favt_new/?q=dejatelnost/organizacija_ispolzovanija_vozdushnogo_prostranstva/dokumenty/dokument/1467 О внесении изменений в Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации (Постановление Правительства Российской Федерации от 05.09.2011 № 743)]
- ↑ [www.favt.ru/favt_new/?q=dejatelnost/organizacija_ispolzovanija_vozdushnogo_prostranstva/dokumenty/dokument/1468 О внесении изменений в Постановление Правительства Российской Федерации от 5 сентября 2011 г. № 743 (Постановление Правительства Российской Федерации от 27.09.2011 № 793)]
- ↑ [www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/ O’Connor, John J.; Robertson, Edmund F., «Johannes Kepler», MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews]
Ссылки
- Метрическая система мер и весов // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 4 т. — СПб., 1907—1909.
- [www.consultant.ru/online/base/?req=doc;base=LAW;n=93535 Постановление Правительства РФ от 31 октября 2009 г. N 879 Об утверждении положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации]
- [www.bipm.org/en/si/history-si/ Краткая история СИ] (англ.)
- [www.imperialtometric.com/ Имперские и метрические автоматические преобразования]
- [compulenta.ru/301905/ NASA полностью переходит на метрическую систему] Компьюлента
| ||||||||||||||||||||||||||||
